气相色谱仪外标法测定结果的不确定度评定精.docx
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气相色谱仪外标法测定结果的不确定度评定精
气相色谱仪外标法测定结果的不确定度评定①
边鲁宁
（光明化工研究设计院化学工业气体质量监督检验中心,辽宁大连 116031
摘要:
以配备FID检测器的气相色谱仪为例,给出了以外标法进行定量分析的测定结果的不确定度的来源及评价方法。
关键词:
气相色谱;外标法;不确定度
中图分类号:
TQ01615+1文献标识码:
B文章编号:
100727804（20080420032203
TheUncertaintyEvaluationForGasChromatography
byTheExternalMethod
BIANLu2ning
（GasQualitySupervision&InspecitionCenter,GuangmingR&DInstituteofChemicalIndustry,116031,China
Abstract:
ThisarticletakeFIDdetector’sgasphasechromatexale,andassess2mentmethodofresultsofquantitativeanalysisbythe
KeyWords:
gaschromat
,在化学各领域得到了广泛的应用。
为了正确地利用检测数据,当报告测量结果时,有必要对数据的准确、可靠性给出定量的说明。
测量不确定度就是对测量结果质量的定量表征,测量结果的可用性很大程度上取决于其不确定度的大小[122]。
因此,不确定度的评价对测试结果有着十分重要的意义。
1 实验部分说明
111 实验仪器和设备
GC214C气相色谱仪,配有FID检测器,日本岛津公司生产;秒表,上海手表五厂;100mL皂膜流量计,安捷伦公司;进样器:
100μL注射器,上海医用激光仪器厂;215mL注射器,上海医用激光仪器厂。
标准气体:
氮气底气苯标准气,苯含量10×10-6（V/V,光明化工研究设计院生产,相对不确定度6%。
样品气:
食品添加剂液体二氧化碳原料气。
112 实验步骤
11211 将气相色谱仪调节到实验所需条件,待仪器稳定后,用100μL注射器取40μL苯标准气,注射进样,连续取样,进样6次,相对偏差不大于5%。
11212 用215mL的注射器取215mL二氧化碳原料气。
连续取样进样6次,相对偏差不大于5%。
113 测试结果
表1 苯标准气峰面积响应值
实验编号峰面积响应值/μV・s-1
168983
268762
369013
468324
568596
669145
注:
进样量为40μL
按下式计算:
Ci=Cs・AiVs/ViAs
第26卷第4期低温与特气Vol126,No142008年8月LowTemperatureandSpecialtyGasesAug1,2008 ①收稿日期:
20082072
31
表2 二氧化碳原料气苯峰面积响应值实验编号峰面积响应值/μV・s-1156227
256319
356758
456439
556826
656785
注:
进样量为215mL。
式中,Ci为被测样品组分浓度;C
s
为标准气浓度;
Ai为被测样品组分峰面积响应值;As为标准气峰
面积响应值;Vs为标准气进样体积;V
i
为样品气
进样体积;As=68804;A
i
=56559
样品气中苯含量为:
0113
2 不确定度的主要来源
气相色谱法分析的不确定度来源包括:
1.色谱仪的不确定度;2.测定的环境条件;3.测定方法的不确定度;4.
5.人员操作的影响;6.
在环境条件
是外标法定量,
算过程中被抵消。
因此,检测过程中的不确定度主要由以下几个不确定度分量组成:
1.载气流速稳定性的不确定度;2.气相色谱仪的相对不确定度;3.样品气测定过程中定量重复性的不确定度;4.标准气的不确定度。
3 测定不确定度评定
311 载气流速稳定性的相对标准不确定度u1用秒表、皂膜流量计对载气流速稳定性检定时,引入的不确定度主要来源于秒表的不确定度和皂膜流量计的不确定度。
校正后载气流速按式（1计算:
Fc=jF0・Td/Tr・（12Pw/P0（1
式中,Fc为校正后的载气流速,mL/min;F0
为室
温下用皂膜流量计测得的检测器出口的载气流速,mL/min;Td为检测器温度,K;Tr为室温,K;Pw为室温下水的饱和蒸汽压强,MPa;P0为标准大气压强,MPa;j为压力梯度校正因子。
通过查表[3]可知t=25℃时,P
w
=311672hPa,假定标准大气压强为1013125hPa,这时P0的标准不确定度可忽略不计。
则1-P
w
/P0=01968,j=1,因此载气流速计算式可简化为:
Fc=F0Td/Tr×01968（21.流速F0的相对标准不确定度u（F0
检定温度为（25±011℃时,用皂膜流量计重复测量7次检测器出口处的载气流速,按公式（3计算:
F0=V/t（3式中,V为皂膜流量计的容积,mL;t为载气流动所需的时间,min。
设V=10mL,证书给出不确定度为0105mL,k=2,则:
u（V=0105/2/10=0125%
设t=20s,证书给出不确定度为0101s,k=2,则:
u（t=0101/2/20=1
u（=[22]1/2=0125%
u（Tr
（25±011℃,服从均匀分布,k=3,则:
u（Tr=011/3/25=0123%
则:
u1=[u2（F0+u2（Tr]1/2=0134%
3.由于检测器采用的是FID,所以Td可忽略。
312 气相色谱仪的相对不确定度u2
由标准查出,GC214C气相色谱仪的相对不确定度为1.6%。
313 样品气定量重复性的相对标准不确定度u3取表2中数据,计算得到样品气重复性的相对
标准不确定度u
3
u3=i1
（A
ii
-A
i
2
n（n-1
/A
i
=1189×10-3
314 标准气的相对标准不确定度u4
标准物质进样量的不确定度主要来源于标准物质浓度的不确定度和标准气重复性的不确定度。
1.标准物质的质量m=cV,其中c为标准物质的浓度,V为进样体积。
证书给出的标准物质浓度的相对扩展不确定度为6%,服从均匀分布,k=3,所以u（c=6%/3=2%。
2.标准气:
10
×10-6（V/V苯—氮定量重复性测试的不确定度
33第4期 边鲁宁:
气相色谱仪外标法测定结果的不确定度评定
u（v=i1（A
Si
-A
S
2
n（n-1
/A
S
=1160×10-6
u42=[u2（c+u2（v]=2101%
4 合成相对扩展不确定度
前述各项不确定度分量相互独立,则合成相对不确定度为:
uc=（u12+u22+u32+u42+u521/2=2159%取包含因子k=2,则相对扩展不确定度:
U=kuc=2159%×2=5118%
5 结 语
气相色谱FID的检定过程中,不确定度的主要来源是流速的稳定性、基线噪音、定量重复性和标准物质。
其中标准气的相对不确定度及气相色谱仪的相对不确定度的贡献比较大。
参考文献:
[1]施昌言,刘 风,等.测量不确定度的评定与表示指南[M].北京:
中国计量出版社,2000.
[2]曹志军,卢利军,郑 江,等,测试实验室中测量不确定度评定[M].长春:
吉林科学技术出版社,2003.[3]顾蕙祥,闫宝石.气象色谱实用手册[M].2版.北京:
化学工业出版,1997:
498.
作者简介:
边鲁宁（19812,女,助理工程师,2007年毕业于辽宁石油化工大学分析化学专业,硕士学位。
现就职于光明化工研究设计院气体检测中心,从事气体检验工作。
我国首创二氧化碳降解材料塑料袋
据悉,中海油化学公司与中科院长春应化所合作开展的二氧化碳可降解塑料（PPC
开发项目取得重要进展,
上尚属首例。
我国出台后,这种环保。
据了解,该塑料袋使用后,在堆肥条件下可完全生物降解,不会对环境造成任何影响。
今后,中国海油工程技术中心还将与相关科研单位合作,重点开发高阻隔薄膜,制成更具有刚性、更薄的薄膜,满足食品包装等要求,不断开拓二氧化碳降解塑料的应用领域。
二氧化碳的减排和利用一直是全人类致力解决的难题。
在导致气温升高的同时,二氧化碳还是一种潜在的资源。
为此,中海油率先在旗下的化学公司展开年产3000tPPC装置的建设。
为配合该项目生产装置建设,拓展二氧化碳可降解塑料产品应用市场,该公司在装置建设的同时,还对PPC下游产品应用进行了系列研发,重点对开拓二氧化碳可降解塑料在包装领域的应用进行了研究试验。
同时,该公司还与中科院长春应化所进行合作开发,充分发挥二氧化碳塑料高阻隔性、低透氧率的优良性能。
据了解,今年5月初,在江苏南通华盛股份有限公司进行了100kg级吹膜试验,稳定吹出0103mm的薄膜。
由于吹膜产品在抗冲击、抗撕裂性方面还有待提高,项目研发小组立即将增加PPC材料的韧性作为吹膜的研究重点,对PPC材料的配方和工艺进行了改进与优化6月底,375kg吹膜
。
曾 敏
平板电视用三氟化氮猛增
《新科学家》杂志最新刊登的一篇文章指出,当前全球平板电视工业正在蓬勃发展。
令人担忧的是,平板电视工业中使用的三氟化氮,可能会导致全球气候变暖的状况恶化。
文章还指出,在相同数量的情况下,三氟化氮对全球气候变暖的影响是二氧化碳气体的1
17万倍之多。
但由于1997年京都协议签定时,三氟化氮的用量还非常少,因此没有被列入京都协议的温室气体目录。
据该文章的作者美国加利福尼亚大学的Mi2chaelPrether表示,由于来自电子工业需求的强劲增长,全球三氟化氮的产量正在快速增加。
他估计,今年全球三氟化氮产量将达到4000t,而2009年将达到8000t左右。
文章指出,全球三氟化氮最大的生产商———空气化工产品公司正在美国和韩国新建两套三氟化氮生产装置,其他生产商也正在中国新建这类装置。
三氟化氮是全氟化碳（PFC的替代物,因为PFC已被认定是一种温室气体,受京都协议的管制。
空气化工产品公司曾告知《新科学家》杂志,相对于PFC,电子工业中使用的三氟化氮只有很小的一部分释放至大气中。
曾 敏43 低温与特气 第26卷
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